分析BIM技术在给排水设计中的应用

张丽朵 山西省城乡规划设计研究院有限公司高级工程师

在建筑行业快速发展的基础上，给排水设计工作受到了高度重视。通过利用BIM 技术对设计的合理性和有效性提供保障，不仅可以使设计方案更加科学合理，还能为后续施工更加顺利的开展提供支持。为了能够更好地将BIM 技术应用于设计中，当前亟需对BIM 技术的概念进行分析，并探索出可行的BIM 技术应用路径，只有这样才能够真正在BIM技术的支持下促使给排水设计的具体化、可视化，提升建筑给排水设计水平同时，为整个建筑的高效建设奠定基础。

1 BIM 技术概念

BIM 技术在建筑领域的应用是借助计算机技术，通过构建三维模型，在建筑给排水设计规划中开展全面且有效的控制，从而提升建筑给排水设计的合理性，降低错漏，加强技术指导，提升建设水平，保障建筑工程整个工程建设的顺畅。通过BIM 技术可将整个建筑给排水设计的分层次、分阶段、分步骤地进行，实现建筑给排水设计的整体控制。

建筑给排水设计师首先将设计思路与架构通过三维模型进行展示，并赋予其具体的设计思路与内容，之后再形成设计图纸。通过这样的方式，建筑给排水设计师可以更好地表达设计思路，优化建筑给排水设计过程中复杂的沟通与确认环节，从而提升工作效率，减少建筑给排水设计及实施过程中的资源与成本浪费现象，切实增强建筑设计水平[1]。

2 建筑工程给排水设计中运用BIM 技术的积极影响

传统给排水设计需要结合建筑主体工程图纸展开操作，很容易导致给排水管道和供电线缆、房屋构件等形成冲突。事实上，传统给排水施工经常出现变更就是源于此。利用BIM 技术，设计人员可以将建筑主体拉伸形成立体构成，此时所有管线、构件的位置都一览无余，这样便于给排水设计的精准性，避免了碰撞现象。

可以通过BIM系统来微调设计方案，避免了过去纸质设计中不断反复绘制的现象，不必担心浪费时间。而且因为BIM系统具有智能性，微调其中一个参数，大部分关联参数也会自行调整，如此保证了设计全面性[2]。

BIM 系统采集了工程有关的大量资料、信息以及数据，可以提升设计人员的设计效率。避免了传统工作模式下不断翻找资料和文件的问题。例如，在设计环节考虑到给排水系统成本，便可以通过与BIM 系统关联的ERP 系统去关注市场不同管材的报价，最终给出合理预算。

给排水系统需要注意水压、管径、弯道、地漏以及用水器具等主体，某一方面被忽略都可能会导致渗水、裂缝、反味、浪费水等问题。在BIM 系统下展开给排水安装模拟实验，可以将水压、水流速、管径、弯管等考虑在内，这样对于确定合理水压、避免“水锤现象”具有很好的保障作用。

协同设计有3 层含义：一是将多种技术融合，确保设计的精密性，如在给排水系统设计中还涉及到了构件、管线、电气安装等技术；二是软件协同，即将BIM 技术和CAD 技术协同起来，BIM 技术具有立体模拟功能，采集了大量的工程数据，而CAD 在平面图制作上具有很强优势，二者协同实现了优势组合，如CAD 设计图纸上可以直接引入BIM 系统提供的水压参数、管径参数等，发挥对施工现场的指导作用；三是不同领域设计协同，主体设计图纸、给排水系统图纸、供电线缆图纸等不同设计领域协同，保证了房屋具有紧密且彼此并行不悖的管线系统、智能系统，提高了房屋建筑的品质。

3 BIM 技术在建筑给排水设计中的运用方向

3.1 设计图纸可视化处理

建筑主体工程很重要的一个构成部分就是建筑给排水工程。给排水工程属于整个建筑工程中较为隐蔽的工程，更改图纸的设计具有很高的难度。根据以往的设计方法，设计出来的图纸多而繁杂，依照这些图纸进行施工常要与相关机电专业以及土建专业图纸相互对照，从而容易出现错漏，对工程质量与进度产生不利影响。而应用BIM 技术来设计施工图纸可以使整个工程的设计效果可视化[3]。施工前，工作人员可以测量BIM技术模拟的建造模型，对建造方案进行全方面剖析，还可以将某部分的截面和断面等清晰地呈现出来，让施工方对整体工程有更直观且清晰的了解。

3.2 工程仿真设计

在建筑给排水设计中，采取仿真设计可以为建造施工提供技术指导的作用。施工过程中，各专业的各种管道堆叠排布繁多且复杂，并且工作空间狭窄，影响安装管道的方法和效率。在管道施工中运用BIM 技术搭建三维模型，合理规划施工流程和时间，保证管道施工的运行更安全、更稳定，从而提高工程质量，加快效率，降低成本。此外，运用BIM技术对施工流程图进行仿真设计，将整个流程模拟出来，检验施工流程的合理性和科学性，及时做出应对措施和调整，以免对施工造成不利影响。

3.3 协同设计

CAD 软件对单个专业的图纸设计具有简单快捷的优势，但涉及到多个专业领域交叉时无法具象展示各专业空间上的关系。设计给排水图纸不仅要呈现本专业管线路由，还要考虑与电气线槽、暖通空调风管等的交叉排布，所以在图纸中将线槽与风管相对位置表达出来很有必要。采取BIM 技术设计图纸可以将很多施工中的细节表示出来，如电线线路的走向、燃气管道的布局等，还可以表达出管道压力、管道规格、线槽与风管尺寸等一系列数据指标。运用协同设计，在整个设计模型中集中展示各种设计深度所需指标，让每个领域之间协同运作，发挥协同优势，从而提高给排水工程质量，确保工程的施工安全[4]。

3.4 数据参数化

在建筑给排水施工过程中如果采取Excel 等软件这种传统方法进行公式的编辑以及数据的核算和分析，则还要做好检验和校对工作，保证结果数据的准确。采用BIM 技术可以直接获得各种给排水设施的性能参数，只要预先设置好各计算参数，就可以直接运用计算。如果某一部分参数发生改变，则其他相关的参数都会自动生成与之匹配的数据，因此可以降低工作量。

4 BIM 技术在建筑给排水设计中的应用

4.1 合理安排建筑材料

建筑材料是整个施工中的基础，也是设计中需要重点考虑的内容，合理选择和应用建筑材料能够为给排水系统的整体质量提供保障，进而提升整个建筑的质量，为创建出更好的用水环境提供支持。因此，可以通过合理的利用BIM 技术实现对材料的合理选择和应用，发挥出BIM 技术的优势，保证设计的有效性。

首先，在实际选择材料之前可以在设计中通过相关软件模拟出设计模型，开展工程计算，明确在整个施工中需要使用到的材料数量以及不同部分需要使用的材料质量要求，为后续的施工与成本控制等提供一定参考[5]。

其次，由于一些应用BIM 技术的软件自身就具备数据库的功能，可以将大量给排水工程数据存储到其中。因此，在设计中可以利用数据库实现对材料种类与数量的有效掌握，实现对材料浪费问题的有效控制，并且实现对材料的及时补充。这样不仅能够确保工程顺利的开展，保证工期能够在规定时间内完成，还能够帮助建筑企业控制好材料成本，实现材料的合理取用。

4.2 有效收集数据参数

给排水工程中涉及到的各种数据参数是整个工程施工、后期验收以及工程阶段的重要参考，是建筑工程非常重要的数据信息，需要得到妥善的保存和利用。因此，施工中除了利用各种存储在数据库中的数据完善设计、指导施工以外，还可通过对数据的准确收集、录入、整理和分析，为工程设计的高效开展提供支持。

首先，基于BIM 技术相关软件和系统的数据存储功能，在实际的设计中，设计人员除了要及时将施工数据录入到系统外，还需要按照施工的情况动态化地将施工现状等相关数据进行录入。这样不仅能够确保系统中数据的及时性、完整性，还可以通过录入数据对施工情况进行判断，进而为更加有效的控制施工成本、保证施工进度提供一定支持。

其次，针对已经存入到系统中的数据信息，设计人员需要及时结合三维立体模型进行检验，一旦发现施工中存在错误的部分，可以及时进行纠正，避免后续花费大量的成本进行修改，帮助工程节约更多的成本。

4.3 积极完善施工方案

给排水系统需要涉及到多个专业的施工，可能会出现由于设计不完善而造成管线碰撞的问题，一旦出现碰撞，则需要重新选择路线或者是采用其他方式施工，造成了严重的资源浪费。因此需要利用BIM 技术的协同性优势，实现对设计方案的有效完善，确保各个专业施工都能够顺利的开展。

首先，在实际的设计中，由于不同专业的设计出发点、专业要求等方面存在不同，设计方案在最后总结分析时避免不了会出现碰撞、交叉等问题，这对于保证施工质量和效率非常不利。因此，在各个专业的设计完成后，如电气、通风等，需要将其整合成同一个模型，使用不同的颜色显示，了解各个专业设计中存在的不足，及时对设计方案进行完善，确保给排水施工能够更加顺利的开展。其次，由于以往的设计中主要依靠CAD 等平台开展，造成无法将其他信息描绘出来，如水泵重量和尺寸能否满足结构重量要求等，为协同设计造成了非常大的困扰。对此可以利用BIM 技术将所有的信息整合到一起，通过明确给排水设计是否与其他专业设计方案协调，解决设计中的信息不对称问题，为获得更加完善、科学的给排水设计方案提供一定支持[6]。

5 结合案例实践展开分析

5.1 案例详情

以某商品展示交易中心项目为例，该建筑地上共4层，建筑功能为商业营业厅、办公、展厅、多功能厅、会议室及部分辅助设备用房，建筑面积为32 000 m2，一层层高8.4 m，局部夹层，以上各层层高均为5.1 m，建筑高度为23.7 m。

5.2 管线综合布置

建筑给排水工程中管道的位置设计与建筑内部的实际情况具有紧密联系，对建筑给排水工程的质量具有较大影响。因此，施工技术人员应当重视管道的位置设计与建筑内部实际情况之间的关系，从多个角度考虑，制订综合性的管线布置计划。

另外，为进一步确保管线综合布置的合理性与科学性，建设单位还需利用BIM 技术，依据实际管线综合布置方案，制作出与之对应的模型，进行建筑给排水管道实验，进而以这种方式为建筑给排水工程提供可靠的信息数据支持，为后期城市运转提供可靠的质量支持，降低维护费用的支出，保障城市的稳定与和谐发展。

5.3 可视化设计

给排水系统对使用者居住或开展一系列活动的便捷性具有较大影响，所以在建筑工程施工中，给排水系统的设计一直是大多数人关注的对象。在这样的趋势下，给排水系统工程建设单位必须提高对自己的要求，在设计工作开始前，先到实际的施工位置开展勘察工作，搜集有价值的信息，对施工过程中以及施工结束后的使用过程中可能出现的问题进行分析与研究，通过“对症下药”的方式设计建筑给排水工程图纸，使其更具针对性。

另外，设计团队还应加强对BIM 技术的应用，将其与手工图纸相互融合，共同落实建筑给排水工程的可视化设计，使每部分设计都能够得到全面监督与管理，有效降低隐患问题的存在概率，让BIM 技术在建筑给排水工程设计中的应用发挥处切实价值。

5.4 工程量设计

建筑给排水工程预算工作是在建筑给排水工程施工前开展的，隶属于准备环节。以往我国建筑企业在这一环节大多是选择按部就班的方式进行工程预算研究，存在工作效率低、质量差等问题，不利于建筑企业的稳定发展。

近年来，建筑给排水工程被越来越多的人所需要，工程设计的这一点问题也随之被暴露出来，所以工程量设计的革新势在必行，相关企业或单位应当对此进行针对性分析，积极利用BIM 技术将预算环节的信息集中收集。经过计算后，按照不同的类别划分出来，进而保障BIM技术能够在工程量设计中发挥作用，保障其能够在面对建筑给排水工程设计图纸突发性变化等情况下，保障工程预算工作的效率与质量能够与其需要相吻合，以此来有效规避多种问题的出现概率。

5.5 模拟卫浴装置安装放置

随着建筑行业的发展以及人们意识的提升，传统的建筑给排水工程设计模式已经无法满足人们的需求，想要在当下市场中站稳脚跟，建筑给排水工程设计中BIM 技术的应用除了要满足基础性的需求之外，还应当具备一定的人性化设计。对此，建设单位应当保持自身的与时俱进性，积极将BIM 技术与3D 设计技术相结合，进一步满足客户在卫浴的摆放、洗手池的位置、地漏等方面的设计诉求，充分展现出建筑给排水工程设计中BIM 技术的包容性与延展性，使其能够得到更多人的认可，进而为建筑给排水工程的发展提供广阔的空间。

6 结语

在经济日新月异下，人们对建筑提出的要求也越来越高。通过BIM 技术在建筑给排水设计中的有效应用，体现建筑设计行业的未来发展趋势，也明确了给排水设计在整个建筑设计中的重要性。为了能够不断提升设计的合理性与有效性，亟需在明确BIM 概念的基础上，通过BIM 技术的有效运用，合理安排施工材料、收集数据参数、完善施工方案，保证给排水设计的整体协调性。从而为后续施工提供便利，降低施工的难度和工作量，减少出现设计变更等问题。这样不仅能够维护整个工程的质量，还能够在一定程度上控制施工成本，为建筑企业实现利益最大化提供基础支持。